Luz vital
La humanidad se enfrenta a un problema cada vez más acuciante: el modelo energético actual es totalmente insostenible. El cambio climático es una realidad, la demanda energética es cada día mayor y las reservas de combustibles fósiles tienen un límite. Ante este panorama, muchos colectivos buscan alternativas a las fuentes de energía convencionales. Y algunos de ellos han encontrado una fuente de esperanza en la vida misma: la bioluminiscencia.
Las moléculas de la luz
Estrellas bailarinas entre los árboles en las noches de verano; las luciérnagas muestran en silencio su espectáculo, ajenas a cualquier fascinación. Para ellas es un proceso de vital importancia: la búsqueda de pareja para el apareamiento. Pero no son los únicos organismos capaces de brillar con luz propia.
Hay peces abisales que utilizan la luz que generan en sus antenas para atraer presas, mientras que la parte inferior del cuerpo de algunos cefalópodos brilla para camuflarse con la luz que viene de la superficie. Sin embargo, las mayores expertas en bioluminiscencia son las bacterias, y es que la luz emitida por muchos animales la generan en realidad bacterias a cambio de ser alimentadas; es lo que se conoce como simbiosis.
Curiosamente, casi todos los organismos bioluminiscentes utilizan el mismo mecanismo, aunque se cree que ha surgido de forma independiente en varias ocasiones a lo largo de la evolución, como señalaban científicos de California en una extensa revisión sobre el tema publicada en 2010. El mecanismo se basa en la oxidación de una molécula denominada luciferina, del latín lucifer, o “portador de luz”. La luciferina, ayudada por una enzima (llamada a su vez luciferasa), reacciona con el oxígeno del aire y se consume en un brillante destello.
Una propiedad muy interesante de esta reacción es su elevada eficiencia, característica necesaria de casi todos los procesos biológicos. No es de extrañar, pues, que haya llamado la atención de investigadores de todo el mundo. De hecho, hace años que la reacción de la luciferasa se utiliza en estudios de genética y biología molecular como marcador de genes.
Ahora la bioluminiscencia vuelve a cobrar interés para la ciencia, esta vez como fuente de iluminación alternativa, quizá más sostenible que la energía eléctrica. Y es que en 2013 el alumbrado público en España consumió 5370 GWh, lo que supone el 0,54% del consumo total de energía.
Todos los proyectos de investigación para lograr una fuente de iluminación bioluminiscente se basan en la reacción de la luciferasa. Sin embargo, el combustible para la reacción y el organismo en el que se produce difieren según la iniciativa.
Biolámparas
El proyecto Biobulb (se podría traducir como Biobombilla) fue idea de tres estudiantes de la Universidad de Wisconsin, Madison. Comenzó en 2013, tras una campaña de crowdfunding, aunque a día de hoy sus desarrolladores aún no han hecho público ningún resultado. La idea de Biobulb es sencillamente elegante: encerrar un ecosistema bacteriano en una lámpara. Dicho ecosistema incluiría dos tipos de bacterias: unas funcionarían como plantas, generando alimento gracias a la energía del sol; y las otras emitirían bioluminiscencia por la noche. Serían lámparas solares con una elevadísima eficiencia, pero todavía está por ver si serán viables.
Por otro lado, investigadores de la Universidad de Sevilla patentaron en 2013 una técnica de cultivo de microorganismos bioluminiscentes para alumbrado exterior. Se trata de Aliivibrio fischeri, una bacteria que establece simbiosis con cefalópodos cercanos a las sepias, y Pyrocystis fusiformis, un alga unicelular. Ambas especies pueden ser estimuladas para producir luz de forma natural, según apunta Eduardo Mayoral, arquitecto e investigador implicado en el proyecto.
“Los organismos utilizados son absolutamente biodegradables y no consumen energía eléctrica.” De hecho, como todos los seres vivos, consumen energía química, pero “si los dispositivos se fabrican con materiales biodegradables y no se consume mucha energía en el proceso de producción, sin duda la bioluminiscencia será sostenible a nivel ecológico en un futuro no muy lejano”, añade Mayoral.
Plantas luminiscentes
El mismo 2013 despegó otro proyecto, llamado Glowing Plant, con el objetivo de producir plantas bioluminiscentes. Esta iniciativa fue financiada a través de la plataforma de crowdfunding Kickstarter, y de hecho recaudó 484.000 dólares cuando la meta estaba en 65.000. Los investigadores de Glowing Plant trabajan en un laboratorio comunitario de Silicon Valley. No están ligados a ninguna institución pública ni privada, por lo que en ocasiones reciben el apelativo de biohackers, especialmente desde el sector ecologista.
Glowing Plant es un proyecto de biología sintética: para crear una planta bioluminiscente hay que introducirle los genes necesarios para la reacción de la luciferasa. En este caso, dichos genes provienen también de Aliivibrio fischeri. Sin embargo, la secuencia génica va a ser optimizada en el laboratorio, y por lo tanto va más allá de un organismo transgénico (que simplemente contiene genes “naturales” pero de otra especie).
Un vacío legal en la regulación estadounidense permite la comercialización de semillas de estas plantas, que eran una de las posibles recompensas de la campaña de crowdfunding. Esto ha generado polémica en entornos ecologistas, ya que las plantas luminiscentes de Glowing Plant pueden reproducirse entre sí y generar una población bioluminiscente estable. La diseminación de estas plantas en el entorno podría tener consecuencias imprevisibles para los ecosistemas. Ante esta situación, las asociaciones ecologistas Friends of the Earth y ETC iniciaron una campaña en contra del proyecto, lo que llevó a Kickstarter a prohibir la distribución de organismos vivos en sus campañas. Aun y así, las semillas siguen disponibles en venta anticipada a través de la web del proyecto.
Por su parte, el equipo de Glowing Plant ha estado militando en favor de la biología sintética, ya que el principal objetivo de su proyecto es mostrar los beneficios que puede tener esta disciplina para la sociedad. También son partidarios del acceso libre a la información y de la cultura do it yourself (o “hazlo tú mismo”), por lo que publican sus resultados regularmente en un blog. Esto preocupa a su vez al sector ecologista, que opina que esta clase de proyectos puede fomentar el descontrol en la modificación genética de organismos.
Por el momento los niveles de bioluminiscencia obtenidos por Glowing Plant son todavía muy bajos. Si la investigación avanza como está previsto se tratará del primer paso hacia la generación de árboles bioluminiscentes. ¿Podrán estos árboles sustituir a las farolas algún día? No hay que olvidar, no obstante, los riesgos de la propagación de organismos genéticamente modificados en el ambiente.
Escaparates bioluminiscentes
Una start-up francesa se sumó el año pasado al desarrollo de productos bioluminiscentes con Glowee. Se trata de un gel que contiene bacterias bioluminiscentes modificadas genéticamente, junto con los nutrientes necesarios. De momento Glowee está diseñado para ser colocado en escaparates comerciales, ya que una ley francesa prohíbe el uso de luz eléctrica en escaparates durante la madrugada con el fin de reducir la contaminación lumínica. La luz emitida por las bacterias es mucho más tenue y no tendría este problema.
La versión actual del producto puede brillar durante un máximo de tres días; se está trabajando para extender este periodo a un mes. Sin embargo, no está claro que Glowee sea una alternativa sostenible respecto a la energía eléctrica, ya que los geles son de un solo uso. Una vez utilizados, la empresa los recoge y los incinera. Cabe esperar, por lo tanto, un consumo energético considerable, además de emisiones de CO2, tanto en la elaboración como en la destrucción del producto.
Todavía queda mucho por investigar en el terreno de la bioluminiscencia antes de que pueda ser utilizada como fuente de luz alternativa. Sin embargo, “aunque no se obtengan resultados comercializables, el mero hecho de poner sobre la mesa cuestiones como el uso de biotecnologías de fácil acceso y bajo coste para fabricar productos útiles y sostenibles ya supone un valor añadido tremendo”, subraya Eduardo Mayoral. No todos los sistemas serán sostenibles; los prototipos actuales no son tan eficientes como los dispositivos eléctricos, pero “tienen un inmenso potencial.”. Lo que sí está claro es que una ciudad iluminada por seres vivos que obtuvieran la energía del sol sería de una belleza incomparable. Y lo que es más importante, un lugar mejor para vivir, tanto para nosotros como para el planeta.
